차량의 바퀴궤적의 횡방항 변동을 의미하는 원더링(wandering)은 포장의 설계 및 유지보수를 위하여 중요한 요소임에도 불구하고 계측의 어려움 때문에 심도 있게 다루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 왕복 2차로(3.5m차로 폭)와 4차로(3.25m 및 3.5m 차로 폭)인 일반국도 직선 구간에서 차량 바퀴궤적을 조사하여 횡방향 이동 특성을 분석하였다. 조사 결과에서 좌우 바퀴 위치는 서로 다른 분포형태를 보였으며, 포장 설계에 적용할 경우 좌측바퀴에 의하여 얻어진 분포의 특성치가 포장에 미치는 영향이 더 크기 때문에 좌측바퀴의 특성치를 적용하는 것이 합리적인 것으로 나타났다. 좌측바퀴 위치의 평균값은 좌측차선을 기준으로 할 때, 승용 승합차량인 경우 3.25m차로 폭에서 59.5cm, 3.5m일 경우 80.7cm에 위치하였고, 화물차량일 경우 각각 58.4cm와 73.6cm인 것으로 나타났다. 차량 축수에 따른 구분에서 2축 차량의 경우 차로 폭에 따라서 60.7cm와 79.1cm 이고, 3축이상일 경우 44.5cm 및 69.2cm 인 것으로 나타났다. 결국, 바퀴의 중심위치는 차로 폭에 따라 다르며, 그 차는 차로 폭의 차이에 기인하는 것으로 판단된다.

한국형 포장 콘크리트에 있어 구조해석은 다양한 입력변수와 공용성 모형을 연결해주는 중간 매개체 역할을 하고 있어 그 중 요도가 매우 크다. 본 연구에서는 ABAQUS 구조해석 프로그램을 Shell 요소를 이용하여 콘크리트 포장의 거동을 분석할 수 있는 구조해석 기본 모형을 구축하였다. 이 모형을 Closed-Form Solution과 정확성이 검증된 Everfe 프로그램, 그리고 Solid 요소 모형과 비교하여 정확도를 검증하였다. 기본 Shell 모형을 이용하여 다양한 변수에 대한 구조해석을 수행하였으며 그 결과를 DB화하였다. SPSS 통계 프로그램과 해석 결과를 바탕으로 회귀식을 개발하였으며 온도 응력, 상향 응력, 하향 응력을 산정할 수 있는 응력식을 제안하였다.

일반적으로 아스팔트 개질재의 경우 아스팔트 바인더의 고온 점성을 증가시킬 뿐만 아니라 믹싱 및 포설온도에서의 점도 또한 증가시켜 높은 생산온도 및 시공온도를 요구하게 된다. 이와 달리 Wax의 경우 아스팔트 바인더의 강성을 증가시키기도 하지만 일정 온도가 넘으면 물처럼 유동성을 확보해 믹싱 및 포설온도에서의 점도를 낮추어 작업성을 높이는 효과가 있다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 PE Wax가 아스팔트 바인더에 첨가되었을 경우 그 특성을 분석하였다. 이를 위해 SBS, 폐타이어 고무분말 개질 아스팔트 바인더와 비교 분석하였다. 또한 Wax가 기존 개질재인 SBS, 폐타이어 고무분말과 함께 사용되었을 경우 그 효과를 분석하였다. 실험 결과, Wax type I은 내유동성 강화에 큰 효과가 있으며 작업성 개선에 약간의 효과가 있는 것으로 나타났다. Wax type II는 아스팔트 바인더의 작업성 개선에 크게 기여하고, 상온에서 부드러운 특성으로 균열에 대한 저항성을 증진시키는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 도로 소음 측정시 다양한 형태로 존재하는 환경소음의 영향을 최소화하고 시간과 장소의 구애 없이 공용 중인 도로 상에서도 측정 및 평가를 가능토록 하기 위해 타이어/포장 소음 측정용 Trailer 장비를 제작 개발하였다. 기존 문헌조사를 바탕으로 도로소음의 특성을 파악하고 국외의 다양한 CPX Trailer 관련 연구사례를 살펴보았으며, 장비의 설계 및 제작 원리를 정립하였다. 이를 바탕으로 HEART CPX Trailer 관련 연구사례를 살펴보았으며, 반무향실 제작에 관한 적합성, 장비의 측정 정밀도 및 현장 적용성 등의 검증을 위해 다양한 시험을 수행하였다. HEART CPX Trailer 장비의 반무향실 제작에 대한 적합성 시험에서는 각 주파수 대역별에 따른 적합성 및 신뢰도를 확인할 수 있었으며, 도로 소음특성 평가용 장비로서 적합하다고 판단된다. 반복측정 시험에서는 각 속도별 및 마이크론폰의 위치별로 우수한 측정 정밀도를 확인할 수 있었다. 공용 중인 상태에서 수행한 도로소음 측정 결과는 2003년 중앙대학교에서 교통 개방 전에 동일구간에 대해 수행하였던 CPB 측정 결과와 유사한 경향을 보였다. 이는 견인차량의 기계소음을 비롯한 공용 중인 도로 주변의 환경소음으로부터 영향을 거의 받지 않기 때문이라 판단되며, 본 장비를 활용한다면 공용 중에도 객관적인 소음 측정이 가능함을 확인할 수 있었다.

현재 도로분야에서 콘크리트 포장의 양적증가와 공용연수 증가로 콘크리트 포장의 손상에 따른 유지보수문제가 크게 부각되기 시작했다. 국내에서 적용되고 있는 콘크리트 포장 유지보수는 통상 손상된 부위의 부분보수후 아스팔트 덧씌우기 공법을 일괄적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 예방적 유지관리공법인 다이아몬드 그라인딩 공법에 대한 적용기준 평탄성, 미끄럼저항성, 소음, 경제성, 포장의 수명연장등 이론적인 연구를 수행하고, 이를 바탕으로 시험시공을 실시하여 초기공용성에 대한 측정을 실시하였다. 종단평탄성측정은 ARAN의 차륜부 좌우에 별도의 평탄성 측정센서를 부착 자동측정차량을 통해 시공전 후의 평탄성을 측정하였다. 미끄럼저항성은 SN기준값으로 분류하여 다이아몬드 그라인딩 시공전 후의 차로별 미끄럼 저항값을 측정하였다. 소음측정은 시공구간과 일반구간, 차종, 속도를 변수로 선정하여 소음발생정도를 측정하였고, 시공전 후의 평균조도깊이를 측정하여 다이아몬드 그라인딩 공법의 평가를 실시하였다. 분석결과 종단평탄성은 시공후 6%~40%가 향상되었으며, 미끄럼저항성은 1차로에서 66%, 2차로에서 37%의 증진효과가 있었다. 소음은 다이아몬드 그라인딩 구간에서 평균 3.4dB의 소음감소 효과가 나타났으며, 평균조도 깊이는 79%의 깊이 항상 효과를 보였다. 그러므로, 향후 기존 콘크리트 포장의 유지보수공법으로서 다이아몬드 그라인딩 공법의 국내적용이 적정하다고 판단된다.

본 연구에서는 콘크리트 포장에서 발생하는 소음을 저감시키기 위한 최적의 임의간격 횡방향 타이닝 설계 간격을 제안하였다. 기존 문헌조사를 바탕으로 소음 발생에 대한 원인을 규명하였고, LCG(linear congruential generators) 알고리즘 이론을 이용하여 특정 주파수에 집중되는 에너지를 효과적으로 분산시킬 수 있는 타이닝의 간격을 설계하였다. 실내 시뮬레이션 결과를 대구-포항 고속국도 현장에 적용하였고 기존 국내외에 적용된 임의간격 횡방향 타이닝 시공도 병행하여 실내 외 소음 및 교통소음을 비교하였다. 실내 외 소음 측정 결과, 피치 소음으로 인한 소음을 감소시킴으로써 임의간격 횡방향 타이닝 구간이 일반구간 보다 낮은 소음도를 보였으나, 그 효과가 크지 않았다. 교통 소음 측정에서도 전체적으로 일반 타이닝 구간에 비해 임의 간격 횡방향 타이닝 구간에서 더 큰 소음저감 효과를 확인할 수 있었으나, pass-by 소음 측정과는 다소 차이를 보였다.

교통량, 속도, 차종 등으로 대표되는 교통자료는 도로를 계획하고 설계하는데 있어 매우 중요한 기초자료로 활용된다. 교통자료를 기준으로 해당 도로의 장래 서비스수준을 예측하며, 신설 및 확장될 도로의 기하구조가 결정되기 때문이다. 1985년 이후부터 건설교통부에서는 일반국도에 대해서 수시 교통량 조사와 상시 교통량 조사를 병행하고 있다. 이러한 교통조사는 일반국도와 일반국도 또는 일반국도와 고속국도가 만나는 네트웍 상의 노드를 중심으로 교통조사 구간을 설정하고, 이들 교통조사 구간에 대해서 교통량 조사를 수행하고 있다. 이러한 교통조사구간 설정 방법은 주요 도로가 만나는 결절점 사이의 구간에서는 교통량 변화패턴이 유사하다는 것을 전제로 하고 있다. 최근 우회도로의 신설, 중앙분리대 설치 등의 도로 기하구조 및 교통 시설물의 설치로 인하여 기존 구간의 특성이 변화되었다. 따라서 전국 일반국도를 대상으로 교통조사 구간의 유사성을 평가하여 국도의 동질성 구간에 대한 분석을 수행하였다. 유사성 평가를 위해서는 유전자 알고리즘을 적용한 모형을 구축하고, 모형의 적용을 통해 교통조사 구간을 정의하였다.

교통량 자료는 도로의 계획, 설계 및 운영 등에 폭넓게 활용되는 자료이다. 일반국도를 대상으로 1955년부터 전국 규모의 교통조사가 시행되고 있으며, 도로의 결절점을 기준으로 구간을 설정한 후 상시조사를 실시하고 있다. 그러나 전 구간에서 상시조사를 수행하는 데에는 한계가 있기 때문에 우선순위를 결정하는 것은 중요한 문제이다. 본 연구에서는 우선순위 결정을 위한 방법론으로 AHP(Analytic Hierarchy Process)를 적용한 다기준 의사결정 기법 (MCDM : Multiple Criteria Decision Making)을 적용하였다. 판단 기준변수로는 도로계획 [AADT, VKT, 첨두시간 교통량, 도시부유출입구간] 도로설계 [Volume(pcu), 방향별교통량, 중차량비], 그리고 도로운영 (속도, 밀도, V/C)으로 정의하였다. 평가자료를 정량화 및 규준화하였고, 설문조사를 통해 얻은 쌍대비교 값들을 가지고 고유벡터 방법으로 계층별, 가중치를 구하였다. 교통량 조사구간에 대한 교통조사 우선순위 선정은 규준화 값과 계층별, 가중치를 곱하여 구한 대안 값의 전체 합의 크기에 따라 결정하였다. 이를 통하여 상시 교통량 조사를 위해 다수의 구간으로 분할된 일반국도를 대상으로, 상시 교통량 조사 지점 우선순위를 결정하였다.